枝芽类控制臂成形工艺研究

针对枝芽类控制臂自由锻制坯一模锻工艺材料利用率及生产效率低、锻件充不满等缺点,提出辊锻制坯、模锻成形的工艺方案。通过对辊锻各道次尺寸参数设计,建立三维几何模型,运用Deform软件对其成形过程进行数值模拟,分析其辊锻制坯及模锻成形过程速度场、成形载荷、等效应力场和等效应变场等变化规律。结果表明：枝芽类控制臂辊锻制坯、模锻成形的工艺能获得成形质量良好的锻件,并提高了材料利用率及生产率。     

差压计模锻成形工艺方案分析

根据差压计锻件形状特点,详细分析了锻件采用可分凹模多向闭塞精密模锻工艺方案的可行性.差压计锻件可以采用普通开式模锻成形和可分凹模多向闭塞精密模锻成形.开式模锻工艺简单,但是需要制坯,工艺流程长,材料利用率低.可分凹模多向闭塞精密模锻能一步顺利成形锻件,产品质量高,工艺稳定,材料利用率可提高20%～30%,但是若在普通模锻设备上生产,模具结构复杂;专用多向模锻设备通用性低;在大批量生产时,采用专用设备生产效益好.本文用塑性成形模拟软件Deform-3D对多向闭塞精密模锻进行了模拟分析,验证了该工艺方案的可行性.     

转向臂锻造工艺研究

针对大头细杆类长轴锻件在用摩擦压力机模锻时,不制坯或制坯不合理造成材料利用率较低的问题,以带深孔的汽车转向臂为对象,对其锻造工艺进行了分析,工艺计算,运用有限元软件模拟了转向臂成形过程,分析金属流动情况、载荷、等效应力/应变等。根据分析结果,确定合理的制坯工艺和制坯尺寸,提高了锻造的材料利用率。     

VL型球笼筒形壳多向模锻工艺及坯料优化设计

VL型球笼筒形壳内表面分布有6条交叉的倾斜内球槽,导致其在传统模锻过程中脱模困难,为此,设计了带有可伸缩斜楔芯轴的锻造模具和具有垂直液压缸及3水平液压缸的多向模锻压机,实现了该零件多向模锻精密成形和自动脱模。同时,利用Deform对该过程中的材料流动行为和场量变化进行数值模拟分析,完成坯料形状优化设计,并对上述模拟结果进行了多向模锻实验验证。结果表明,花瓣状带有轴向波浪起伏的坯料可有效控制锻件的径向和轴向飞边,锻造中内球槽处多余材料被挤压至波浪状坯料波谷处,使锻件成形精度较高且有效降低成形压力,显著减少了锻件后续精整工时。该工艺流程相对简单、易实现,为内部结构复杂、难脱模零件的锻造生产提供了新途径。     

基于响应面法的喷射成形7055铝合金飞机轮毂锻造工艺优化北大核心CSCD

针对由于飞机轮毂形状复杂而导致的轮毂锻件充填不完整和模具磨损等问题,在某型号飞机起落系统的轮毂锻造中,采用喷射成形7055铝合金挤压棒,并采用热模锻方式和增加锻件预成形设计,建立以锻件的终锻充填率和终锻力为优化目标、以坯料预锻压下量、坯料加热温度、模具预热温度和模具下压速度为设计变量的响应面模型。利用二阶响应面法与Design Expert软件相结合,对轮毂锻件的工艺参数进行优化,确定最佳参数为:坯料预锻压下量为45.30 mm、坯料预热温度为430℃、模具预热温度为447℃、模具下压速度为5.00 mm·s。生产验证表明,改进后的预成形方案与工艺参数可以在较低的终锻力下,解决充填不完整的问题,生产出合格的产品。     

高速列车铝合金轴箱体锻造工艺设计及材料变形规律

针对形状结构相对复杂的7050高强铝合金轴箱体,在Gleeble-1500热模拟试验机上对原材料进行了变形温度300~450℃、应变速率0.01~10 s-1的热模拟试验,获得了不同变形温度和变形速率下的真实应力-应变关系曲线,建立了含有应变补偿的7050铝合金Arrhenius本构关系模型;提出了一种能够合理分配材料体积的轴箱体预制坯形状,并设计了相应的挤压预锻工艺和模具结构,通过数值模拟研究了轴箱体锻造过程中金属流动规律。研究表明,挤压后的预锻件满足终锻件的体积分配要求,能够使终锻件充型饱满、流线分布合理,无折叠现象,工艺流程简化为自由锻压扁镦粗、挤压制坯和终锻3步,缩短了加工周期。在实际生产中缺乏多向锻造设备时,为轴箱体类锻件生产提供了一种可行的工艺方法。     

A356铝合金汽车轮圈轮辐液态模锻成形的数值模拟

建立了A356铝合金汽车轮辐的有限元模型,使用ProCAST数值模拟软件对A356铝合金轮辐液态模锻成形工艺进行了研究。通过数值模拟分析了充填速度、充填温度及模具预热温度对铝合金轮辐液态模锻件成形性能的影响。探讨了不同工艺下金属液流动特点和温度的分布规律以及缩松位置。结果表明,铝合金轮辐最佳的成形工艺参数为:充填温度690℃,模具预热温度350℃,挤压速度15 mm/s。结果能为后续的模具优化设计、工艺实验提供理论依据。     

CH1018转向节锤锻模具优化设计实例

针对CH1018转向节锻件,基于其形状、结构和锻造成形工艺,分析了其在模锻中的成形难点,并结合锻造工艺方案及主锻造设备吨位的计算,对预锻模型腔及其飞边槽进行了优化设计,飞边槽采用双仓结构,飞边桥间隙由4 mm优化至3 mm,桥宽由10 mm增加至12 mm,并应用到实际批量化生产制造中。优化设计后采用机械压力机并结合制坯模具,对制坯、预成形工步进行了简化,得到的锻件充填效果好、结构紧凑、材料利用率高、生产效率高,产品合格率由95. 6%提高至99. 2%。此设计实例为叉孔类复杂锻件的成形提供了一种在机械压力机上制坯与锤上模锻相结合的方法。     

高强铝合金复杂锻件等温可分凹模精密模锻成形工艺研究

以某高强铝合金复杂锻件为研究对象,通过锻件工艺性分析,选用了等温可分凹模模锻精密成形工艺作为其制备工艺,采用热力耦合有限元分析方法对新成形工艺的终成形、预成形、拍扁等3个工序进行了模拟分析。终成形模拟结果表明:具有基本几何特征的预制坯成形后在多个位置形成折叠。通过平面应变有限元模拟获得了这些折叠产生的机理,给出了可分凹模模锻工艺中复杂锻件预制坯设计的基本原则,并优化了预制坯几何外形。工艺试验结果表明,采用修改后的预制坯和新成形工艺制备的锻件无缺陷,其尺寸精度、表面粗糙度等质量指标优于传统开式模锻件。     

2024铝合金件精密等温锻造工艺研究

用H13热作模具钢制作了等温锻造模具,并采用等温锻造工艺对大型2024铝合金锻件挤压成形。先将铝合金板材预锻成预制坯,然后用20 MN液压机进行等温锻造。等温锻造工艺中,模具温度为(450±10)℃,2024铝合金预制坯温度为(465±10)℃,成形时最大挤压力为11000 kN。等温锻造试验表明,等温锻造模具采用渗氧氮化热处理工艺后,可以提高模具的抗黏附性。在试制过程中,对等温锻造模具侧板圆角半径进行优化,比较R5,R10和R15 mm这3种圆角半径,测试后发现圆角半径为R15 mm的模具侧板可以更好地改善金属流动性,并减缓锻件与模具的粘结。此外,比较了两种等温锻造工艺,结果表明,通过预锻或第1道次终锻出现筋条大圆角,可以保证终锻后筋条充满。     

铝合金控制臂辊锻制坯模锻工艺数值模拟

针对控制臂现阶段模锻成形工艺工序多,生产率低,劳动强度大等缺点,提出辊锻制坯一模锻成形工艺,设计辊锻制坯各道次的尺寸参数,用数值模拟代替物理试验预测金属成形过程。通过对控制臂辊锻成形过程的数值模拟,并对辊锻后坯料进行弯曲、终锻成形,获得较好的锻件,为指导此锻件的生产实践提供了理论依据。     

5A06铝合金复杂盒形件等温锻造工艺研究

针对5A06铝合金复杂盒型件,利用有限元分析软件Deform,确定了先预成形后终成形的等温锻造成形工艺方案。并通过逆向补偿方法设计了预成形及终成形模具。在20 MN锻压机上,先将铝合金板材预锻成预制坯,然后再等温终锻。等温锻造工艺中,模具温度为(450±10)℃,5A06铝合金预制坯温度为(465±10)℃,成形时最大挤压力为14000 k N。等温锻造试验表明;Deform有限元分析对等温锻造成形工艺研究具有较强的指导意义,采用先预成形后终锻成形工艺能大大提高锻件成形质量;此外,5A06铝合金等温锻造盒型件相较于机械加工盒型件,抗拉强度Rm提高到350 MPa,伸长率A提高到25%。     

汽轮机导叶片多向模锻制坯工艺技术研究

对汽轮机导叶片的制坯工艺进行了对比分析。自由锻制坯存在一致性差、表面棱角多、微裂纹等缺陷;锤上模锻制坯成形质量较好,但材料利用率较低、生产成本较高;多向模锻制坯成形质量最优、材料利用率最高。为深入研究多向模锻制坯工艺技术,本文运用数值模拟技术直观分析多向模锻制坯工艺过程,坯料与模具温度场、应力场、受力变化等。通过模拟分析预测生产中存在的问题,从而采取相应措施预防缺陷的产生,提高产品质量。经生产试验证明多向模锻制坯工艺技术极大提高了制坯质量和生产效率,解决了传统自由锻开坯方式存在的问题。     

汽轮机大叶片模锻成形工艺

分析了汽轮机大叶片应用现状、叶片特点、模锻成形关键点及其制造工艺方案，介绍了制坯工艺、成形模具设计以及大叶片模锻工艺要点。以B1080大叶片模锻成形为例，进一步阐述了只有采用合理的坯料图与制坯工艺、合理的模具结构、合理的模锻工艺才能锻造出高质量的汽轮机大叶片锻件。同时也说明采用多工序组合方法制定工艺，依据金属塑性流动规律设计模具，在确保锻件成形精度和内在质量的前提下探索大叶片锻件模锻成形技术。     

模具温度对锻造铝合金控制臂组织的影响

汽车控制臂是汽车悬架系统的关键零部件之一,为满足对刚度、强度和使用寿命的要求,现针对某锻造铝合金控制臂,采用数值模拟与工艺实验相结合的方法,对其锻造工艺进行分析,研究模具温度对锻造铝合金控制臂的影响,观察锻件组织。采用单一变量法,分别对模具温度为200,300,400℃的锻造过程进行模拟,观察锻件温度变化情况。模拟结果表明,当模具温度在200～400℃区间内,温度每升高100℃,终锻件温度会提高5℃左右。通过锻造实验验证模拟结果,对锻件进行低倍组织观察,可知适当提高模具温度有利于改善粗晶层厚度,为此类零件锻造工艺参数的制定提供了指导。     

一种提高长轴类转向节锻件材料利用率的组合模具北大核心CSCD

针对立式锻造工艺成形长轴类转向节锻件时存在的锻件轴部充填困难、材料利用率低等问题,以某长轴转向节锻件为例,提出了一种新的组合模具,该模具中的镦粗工序对坯料进行预分料,使镦粗后的坯料投影全部落在制坯模具型腔内;制坯、预锻模具采用阻力墙组合结构,提高坯料轴部的充填能力;制坯、终锻模具设计定位结构,提高坯料的定位准确性。并结合数值模拟仿真分析技术,模拟并分析了新组合模具的成形性能,最后通过生产试验验证了新组合模具的可行性。结果表明:采用新的组合模具,下料重量由原来的47.7 kg减小至42.9 kg,材料利用率达到了91%,较优化前的模具结构提高了8%。     

航空铝合金构件预制坯工艺优化研究

在刚—粘塑性有限元及模锻技术理论的基础上,采用Deform-3D软件对航空铝合金锻件成形过程进行数值模拟.分析了不同形状预制坯对充填行为、载荷、温度以及流线的影响.结果表明:7075铝合金在凸模速度为2mm/s,坯料初始温度为430℃,摩擦因子为0.3的条件下,采用某预制坯能够成形出高质量锻件.     

基于ANSYS的承插弯管模锻过程的数值模拟分析

采用传统模锻成形复杂形状的承插弯管时,锻件加工余量大。本文模拟了某承插弯管的多向模锻过程,分析了锻件的速度分布和应变分布,研究了模具预热温度对等效应变均值的影响和主冲头速率对模具最大载荷的影响。结果表明,分流道结构与主流道结构的交汇处为难充填部位,容易导致交汇处折叠;提高模具预热温度有利于锻件均匀变形,提高锻造质量;当主冲头速率在25～35 mm/s时,模具最大载荷值处于低值范围(2850～2900 kN)。     

基于CAE的动车组大型铝合金轴箱体锻造工艺设计

综合考虑动车组大型铝合金轴箱体大型锻件的锻造难度和铝合金的锻造特点,以生产出高质量、高合格率的产品为目的,设计了有效合理的模锻工艺。采用Deform有限元软件对工艺方案进行数值模拟,分析其锻造过程及终锻结束后锻件温度场、应力应变分布情况。根据实际生产条件,选用300 MN液压机按照此锻造工艺进行试生产。结果显示,试制生产结果与模拟结果基本吻合,验证此锻造工艺是有效和可操作的。与以往的自由锻制坯相比,此锻造工艺中的模锻制坯有效改善了预制坯的表面质量,控制了预制坯的外形尺寸,消除了自由锻制坯过程中出现的折叠、裂纹等缺陷,提高了生产效率,在批量生产中降低了生产成本。     

基于数值模拟的大型矿用销轨锻造工艺

大型矿用销轨属于复杂长轴类锻件,可采用辊锻制坯-热模锻压力机上两工位模锻工艺成形销轨锻件。两侧轨板主要在预锻工序中成形,在材料难以充填的凸耳预锻模型腔外围区域设置环形阻力墙,促使金属向凸耳深型腔流动。终锻完成两侧轨板的尺寸精整与中间销齿的成形。利用Deform-3D有限元软件建立销轨锻造成形过程的有限元模型,进行热力耦合有限元模拟。根据模拟结果分析销轨热锻成形过程中的温度分布、等效应变分布以及金属流动情况的变化规律。以80 MN热模锻压力机作为主变形设备,试制生产了销轨锻件,成形效果良好,验证了模拟结果的准确性。